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题目四 激光在通信技术领域的应用 由于本人学的就是通信专业，所以就谈谈在通信方面的应用，激光在通信里面有一个专门的激光通信一类，我们专业开设了光纤通信，主要讲的是光通信，还有就是学过的SDH（同步数字体系），都是关于光通信方面的，激光通信算光通信的一个分支。 特意从百度百科里找到了激光通信的定义： 利用激光进行信息传递的通信； 利用激光传输信息的通信方式。按传输媒介的不同，可分为大气激光通信和光纤通信。 这里面的定义有两种，前一种是概括性的，后一种是具体细分，本质是一样的。 激光通信系统包括发送和接收两个部分。发送部分主要有激光器、光调制器和光学发射天线。接收部分主要包括光学接收天线、光学滤波器、光探测器。要传送的信息送到与激光器相连的光调制器中，光调制器将信息调制在激光上，通过光学发射天线发送出去。在接收端，光学接收天线将激光信号接收下来，送至光探测器，光探测器将激光信号变为电信号，经放大、解调后变为原来的信息。 接下来就是说说激光通信的优点：1、通信容量大。在理论上，激光通信可同时传送1000万路电视节目和100亿路电话； 2、必威体育官网网址性强。激光不仅方向性特强，而且可采用不可见光，因而不易被敌方所截获，必威体育官网网址性能好； 3、结构轻便，设备经济。由于激光束发散角小，方向性好，激光通信所需的发射天线和接收天线都可做的很小，一般天线直径为几十厘米，重量不过几公斤，而功能类似的微波天线，重量则以几吨、十几吨计。 同时，激光通信业存在一些不足，例如: 1、大气衰减严重。激光在传播过程中，受大气和气候的影响比较严重，云雾、雨雪、尘埃等会妨碍光波传播。这就严重地影响了通信的距离； 2、瞄准困难。激光束有极高的方向性，这给发射和接收点之间的瞄准带来不少困难。为保证发射和接收点之间瞄准，不仅对设备的稳定性和精度提出很高的要求，而且操作也复杂。 讲了这么多，接下来就是主要要介绍的内容，激光通信在哪些方面的应用； 激光通信的应用主要有以下几个方面： 1、地面间短距离通信； 2、短距离内传送传真和电视； 3、由于激光通信容量大，可作导弹靶场的数据传输和地面间的多路通信。 4、通过卫星全反射的全球通信和星际通信，以及水下潜艇间的通信 由于细分了很多方面，下面我将着重讲一下激光在光线通信中的实例： 激光器的模式锁定工作?? ????---时域应用中的锁模激光器输出功率是一种连续系列的品质脉冲,图1示出的是一个铒玻璃锁模激光器的输出光脉冲频率,其工作波长为1535nm,重复频率为25GHz,周期为40ps,脉冲宽度约为4ps。一般说来,激光器的频率模式由一个C/2L的无光谱区分隔开,这里的L表示激光器的腔长,激光器的工作常常是多模的,其模式随时间的变化是随机性的。显然,这种变化会引起激光器的输出光强度发生随机性的起伏变化,从而导致模式间的相互干涉和模式竞争,这会降低激光器输出的稳定性和相干性能,因为一个稳定和相干工作的连续波激光器通常只以一个激射模式工作。?? ????---这种模式锁住是靠强加模式相位,保持模式彼此间的恒定值的方式产生稳定和相干脉冲激光。因此,这些模式都是相干密合的。基模锁住导致出现一种周期系列的光脉冲,其周期为无光谱区距离的倒数。这种脉冲周期就是2个连续到达腔体端面反射镜面脉冲间的间隔。而模式的频率间隔和脉冲重复频率间存在着一种固体的关系。换言之,这种定时脉冲梳的傅里叶变换是一种频率或波长梳,这种能力正是使锁模激光器能够作为多波段激光光源的关键因素。 ?---当以等于间模频率间隔的频率对激光器的损耗加以调制时产生锁模工作。要对此现象进行解释一种途径是设想在激光器腔体内有一个只在短间隔时间内周期打开的光阀。这种激光器只能在该脉冲精确地与打开光阀的时间重合时才工作。在该腔体工作的脉冲要求其工作模式应是锁相的,当模式相位趋于偏离其理想的锁模值时,光阀将会对随脉冲增强的强度尾随脉冲进行修正。因此,腔内的快光阀具有连续修复锁模条件的作用。由于这种锁模激光器以脉冲重复频率工作,其所需脉冲宽度要比机械阀门能提供的性能好得多。实现模式锁定对激光器腔体内的损耗加以调制的途径有两种：一是有源调制,另一种是无源调制途径。? ????●?有源调制锁模：采用有源调制方式实现锁模的激光器,通常是使用电光调制器来达到这一目的,而电光调制器由腔体重复频率射频信号驱动工作。?? ????●?无源调制锁模：这种实现锁模工作的方式是采用叫做可饱和吸收的器件自然地把模式与快速响应时间锁定,而不是采用外部驱动信号的方式来实现锁模。?? ????---按照通信波长使用的锁模激光器中有光纤激光器、半导体激光器和铒玻璃激光器。? ????●?光纤锁模激光器：这是一种有源调制锁模光源,是以最终的重复频率谐波方式实现锁模的。因为这种激光器的腔体长,需要一条长的光纤以便获得足够的